Doğa Bilimleri Araştırma Merkezi GENEL JEOLOJİ MAGMATİK ÇÖKELLER VE METAMORFİKLER

Transkript

1 Doğa Bilimleri Araştırma Merkezi GENEL JEOLOJİ MAGMATİK ÇÖKELLER VE METAMORFİKLER

2 Kayaçların anlamı Sedimenter Kayaçlar Yeryüzünün eski durumunun (ortamsal ve yaşamsal) kayıtlarını gösterir Kıta kabuğunun bozulup bozulmadığını anlatır. Magmatik Kayaçlar Kabuksal bozulmayı gösterir Kabuk ve mantodaki alışılmadık ısıyı açıklar. Metamorfik Kayaçlar Kabuksal bozulmayı gösterir Kabuğun yükselmesini ve erozyon tarihini anlatır Orojenik (dağ oluşum) olaylarını anlatır

3 Doğa Bilimleri Araştırma Merkezi

4 ÇÖKEL KAYAÇLAR Sediment ya da Tortul kayaçlar da denir. Tabakalı, genellikle fosilli olup kendine özgü dokuya sahiptir. KAYAÇLAR (Mineral topluluklarından oluşur) MAGMATİK KAYAÇLAR Genellikle tabakasız, fosilsizsiz olup kendine özgü dokulara sahiptir. Soğuma ve katılaşmasına göre; derinlik (plütonik), yüzey (volkanik) ve da mar (porfirik) olmak üzere 3 e ayrılır. METAMORF KAYAÇLAR Başkalaşarak yapraklanma,klivaj gibi düzlemler ve yeni mineraller gelişebilir. Genellikle fosil içermez. Kendine özgü dokuları vardır. Yapraklanmadan önce (mineral taneleri rasgele dizilmiş) Yapraklanmadan sonra (mine raller paralel dizilmiş) Doğa Bilimleri Araştırma Merkezi

5 Doğada Bulunan Kayaçların Yüzdeleri HACIMSAL ALANSAL Doğa Bilimleri Araştırma Merkezi

6 Magmatik kayaçların yeryüzündeki dağılımı Yeşil : Manto konveksiyonu üzerinde Rift ve akma Bazaltları Mavi: Geçmişteki ya da günümüzdeki dalma kuşakları üzerindeki kayaçlar. Kırmızı : Sıcak noktalar ve dalma kuşaklarının üzerinde oluşan kayaçlar

7 magmanın özelliği Erimiş kayacın genel özelliği Magmatikler kayaçların yer içindeki magmanın katılaşmasından oluşur. Derinlerde soğuyarak kristalleşen kayaçlar (sokulum) intrüzif ya da plütonik adı verilen derinlik kayaçlarından oluşur Bazı kayaçlar yüzeydeki lavların soğumasından oluşur ve bunlara volkanik ya da yüzey kayacı adı verilir Bazı kayaçlarda çatlak gibi süreksizlik yüzeylerinde Kristalleşerek damar kayaçlarını oluşturur

8 Mağmatik kayaçları oluşturan jeolojik ortamlar Rift bölgelerinde Magmatik kayaçlar oluşur Dalma bölgelerinin üzerinde Magmatik kayaçlar oluşur

9 Okyanus ortası sırt bazaltları Levha ortası sıcak nokta üzerinde okyanus ortası ada bazaltları Dalma-Batma kuşağı Bazalt ve andezitleri 3_24 Continental mid-plate Kıta içi rift basalt Rift bazaltları Sığ Manto kaynağı Sıcak nokta haznesi Derin manto kaynağı Dalma-batma kuşağı Derin manto kaynakları bu şekilde Yer almamıştır Sığ manto kaynağı sığ manto kaynağı

10 Gabro Derinlik (Plütonik) Kayaçları Diyorit Ağır ağır soğuduklarından taneli dokuya sahiptir Granit

11 Figure 4.2B Faneritik (kaba taneli) doku Kaba taneli doku (=texture) yavaş soğuma iri, gözle görülebilir kristaller

12 Faneritik (kaba Taneli) doku Kaba taneli doku yavaş soğuma iri, gözle görülebilir kristaller

13 Bazalt YÜZEY (volkanik) KAYAÇLARI Hızlı soğurlar, camsı ya da gözenekli olurlar Volkan bombası Mikro dokusu

14 Obsidyen Pumis Riyolitik tüf Skorya YÜZEY KAYAÇLARI - VOLKANİKLER Tüf ve mineralleri Volkanik Breş

15

16 Horst ve Graben Oluşumu (İZLANDA) ATLANTİK OKYANUSU

17 Pilov Lavları

18 Andezit

19 Kül ve pumis tabakaları

20 Afanitik (İnce taneli) doku Hızlı soğuma Mikroskopik kristaller Gaz kabarcıklarının deliklerini içerebilir

21 Mineraller farklı sıcaklıklarda oluşur İri kristaller (fenokristaller) küçük kristallerden oluşan bir ara madde içinde gömülmüş durumdadır. Porfirik doku

22 Bu kayacın dokusu nedir?

23 Camsı Doku Çok hızlı soğuyan lav Son kayaç Obsidyen olarak adlanır

24 Gözenekli (Vesiküler) Doku Genelde Afanitik kayaçlarda yaygın Vesiküller magmadaki gaz kabarcıklarının gerilerinde bıraktığı boşluklardır Genellikle soğuma sırasında gazların kapandığı tabakanın en üst kısmında yer alır.

25 Piroklastik Doku Şiddetli volkanik püskürmelerle oluştuğundan taneli kaba görünüşlüdür. Sık sık çökel (sedimenter) kayaçlarla karıştırılır.

26 Pegmatitik Doku Son derece kaba tanelidir. Pegmatitler granitik magmasının son kristalleşme evresinde oluşur. Su ve uçucu (volatile) maddeler bakımdan zengin magmadır. Bileşimi aynı granit gibidir Ortoklas (feldispat) Kuvars

27 Damar Kayaçları Pegmatit damarı

28 Magmatİk Kayaçların Bileşimi Granit Faneritik dokulu Kuvars % 25 fazla, feldspat yaklaşık % 65 ya da daha fazla Çok bol sık sık dağ oluşumuyla ilgilidir. Granit terimi geniş bir mineral grubu oluşturur.

29 Granitin yüzey kayacı eşdeğeridir Cam parçaları ve boşluklar içerebilir. Afanitik dokulu Granitten hacim olarak daha az bulunur. Riyolit

30 Obsidyen Diğer Granitik Kayaçlar Koyu renkli Camsı dokulu Pumis Volcanik Camsı dokulu Çok gözenekli görünümlüdür

31 Andezit Andezit porfir yakından

32 Diyorit

33 Bazaltik Kayaçlar Bazalt Volkanik kökenli Afanitik dokulu Başlıca piroksen ve Ca ca zengin plajioklaz feldispattan oluşur En yaygın volkanik kayaçtır

34 Bazaltik Kayaçlar Gabro Bazaltların plütonik karşılığıdır. Faneritik dokulu piroksen ve (Ca) ca zengin plajioklastan oluşur Okyanus kabuğunun önemli bir bölümünü oluşturur.

35 Çökel kayaçlar Binlerce yıldır, hatta milyonlarca yıldan beri yeryüzünden küçük parçalar rüzgarın ve suyun etkisiyle aşınmasına neden olur. Aşınan bu küçük parçalar göllerde, okyanuslarda, birikmek için akarsular tarafından taşınır. Aşınan her tabaka birikmiş diğer tabakanın üzerine birikir. Bu tabakalar zaman içinde zaman içinde sıkışır. Alttaki tabakalar yavaş yavaş kayaca dönüşür. geri

36 Sedimenter İşlemler 1. ayrışma ve erozyon 2) ve 3) Çökeller taşınır ve birikir 4 Gömülme ve taşlaşma

37 Fosiller Sedimenter Kayaçlardaki Ortamsal İp Uçları Tuzlu su - Mercanlar, Ekinodermler Tatlı Su - Böcekler, Sürüngenler Karasal - Yapraklar, Karasal hayvanlar Renk ve Kimya Kırmızı tabakalar Daha çok karasal Siyah şeyil oksijence fakir, daha çok derin deniz Evaporitler Kurak iklimler

38 ÇÖKEL KAYAÇLAR VE GENEL ÖZELLİKLERİ - Bileşenler, tane boyu, tane şekli, tane dizilimi - Sıkışma (kompaksiyon), çimentolanma - Küresellik, yuvarlaklık - Boylanma, derecelenme - Fasiyes ve Ortamları - Türleri - Kırıntılı (Klastik) Çökel Kayaçlar - Organik Çökel Kayaçlar - Kimyasal Çökel Kayaçları

39 Çökel tipleri Kırıntılı mineralve ve kayaç parçaları Kimyasal sudan çökelen Tuz = halit (NaCl) kristalleri Biokimyasal organizma kabukları kalsitten (CaCO 3 ) yapılmıştır

40 C Çimentolanma Kompaksiyon + Çimentolanma = Taşlaşma kuvars feldispat gömülme Gözenek boşluğu A Birikme sonrası Çimento B Kompaksiyon

41 Diyajenez : Çökelden kayaca Çökel biriktiğinde hemen kayaç oluşmaz. Başlangıçta sadece konsolide olmamış çökeldir. Gömüldükten sonra çökel kompaksiyona uğrar yani sıkışır. Kompaksiyon kayacın içindeki suyun atılmasıdır ve ilk kez bir kayacın taşlaşmasından yani çökelden sediment kayaca geçişten söz edilebilir : Kompaksiyon tek başına taneleri bir araya getirmeye yetmez : taneler çimentolandıktan sonra taşlaşmadan söz edilir. Çimento nedir ve nereden geliyor?

42 Wentworth Tane Boyu sınıflaması (Size Scale) Kocataş (Boulder) Blok (Cobble) > 256 mm mm Konglomera (Conglomerate) Çakıl (Pebble) 2-64 mm Kum (Sand) 1/16-2 mm Kumtaşı (Sandstone) Silt 1/256-1/16 mm Silttaşı (Siltstone) Kil (Clay) < 1/256 mm Şeyil (Shale)

43 Enerji ve Birikme Ortamı Dağlar akarsu Ova Çakıl Kum Silt ve Kil

44 Boylanma Çökelme zamanındaki koşuların tekdüze olduğunu gösterir 1) İyi boylanmış, köşeli 2) Kötü boylanmış, yuvarlak Yuvarlaklık suyun türbülansını ve taşınma mesafesini gösterir

45 Yuvarlak ve Küreselleşmiş Çakıllar

46 Yuvarlak Ve Yassılaşmış Çakıllar

47 Boylanma kötü orta iyi Bir kumtaşında İyi boylanmış ve iyi yuvarlaklaşmış kuvars taneleri

48

49 Derecelenme

50 Kaba taneli Çökeller Breşlerdeki tüm taneler köşelidir. Konglomeralar bazen köşeli, genellikle de yuvarlak tanelerden oluşur..

51 konglomeralar

52 Vadi buzulu ve Buzul çökelleri

53 Brian J. Skinner Tillit (Buzul Çökeli)

54 Kumtaşları çeşitlidir Kuvars arenit =kuvars kumtaşı : hemen hemen hepsi kuvars; çok olgun kumtaşı Arkoz : kuvars, feldispat, mika, kayaç parçaları, genellikle köşeli, kötü boylanmış tanelerden oluşuyor. Granitik kayaçların aşınması sonucu oluşan olgun olmayan çökeldir. Grovak ya da litik kumtaşı : kuvars, feldspat ve kayaç parçalarından oluşmaktadır. Tüm taneler köşeli, ara madde (matriks) kilden oluşur. Volkanikçe zengin bölgelerden aşınan olgun olmayan çökel

55 Kumtaşlarının Ortamsal Yorumu Kuvars arenit =Kuvars kumtaşı Birikme ortamında uzun zamanda Tektonik olarak duraylı bir durum Sığ su ortamı

56 Kumtaşlarının Ortamsal Yorumu Arkoz Birikme ortamında kısa zaman Hızlı aşınma Kurak iklim Tektonik olarak aktif

57 ARKOZ

58 Kumtaşlarının Ortamsal Yorumu Grovak Tektonik olarak aktif kaynak ve havza Hızlı aşınma Kıta yamacından kayan kütleler Türbid akıntısı Denizaltı kanyonu metamorfik Grovak Magma

59 Kumtaşlarının Ortamsal Yorumu Litik kumtaşı Deltaik kıyı ovaları Kıyı önü denizel ortamlar bataklık

60 Şeyil oluşumu Islak Çamur Yeni sediment ağırlığı Yarılma yüzeyleri Su Kaybı Sıkışmış sediment Çimentolandıktan Su Kaybı sonraki şeyil

61 Şeyil Şeyil kilden meydana gelen çökel bir kayaçtır.

62 Kimyasal Ve Biyojenik Sedimenter Kayaçlar Kireçtaşı (genellikle biyojenik, ama evaporitik yoldan da oluşabilir) Evaporitler (tuz) Çört (silis birikimleri) Bandlı Demir Oluşumları genelde, bu kayaçlar suların Ca 2+, Na +, Cl -, vd. gibi eriyebilir iyonlarından oluşur

63 Kireçtaşı Kireçtaşı esas olarak kimyasal/biyokimyasal çökel kayaçtır. Kireçtaşı biyoklastik te olabilir. Kireçtaşı kalsitten yapılmıştır. Omurgasız kalsitli hayvan kabuklarının fazla olmasından dolayı kireçtaşı çok yaygındır. Biyo-klastik kireçtaşı : Kıyıya yakın yüksek enerjili ortamda kırık hayvan kabuklarından oluşan bir kayaçtır. Sözgelimi istanbul daki mactralı kireçtaşı gibi Kristalin kireçtaşı : Ya resif çatılı ya da derin deniz ortamını yansıtır. inorganik kireçtaşı : Evaporitik işlemlerle mağara ve sıcak su kaynaklarında birikir (traverten, tüf)

64 Fosilli Kireçtaşı (Biyoklastik= Organik Kökenli çökel kayası)

65 Ooidlerin kökeni Ooidler laminalı kalsiyum karbonattan oluşan küçük iç içe geçmiş kürelerden oluşur. Ooidler sıcak, sığ ve çalkantılı denizlerde oluşmaktadır. Sözgelimi, Sedir adası (Gökova körfezi) ooidleri

66 Pizolit ve Konkresyon GEOL 325 Lecture 14: Carbonate Depositional Systems Kendall Photo

67 ince taneli ve katmanlı kireçtaşı İnce taneli kireçtaşı keza göllerde de oluşabilir. Lisan Formasyonu, Ölü Deniz

68 Marn/Tebeşir (Ooze organizmaların Birikimi) Sığ ya da derin deniz tanınmış örnek : Dover in Beyaz falezleri

69 Tüf Tüf, yüzey sularının karışık olduğu yerde kalsitten oluşur. Sütun, masif yumrular vb şekillerde oluşur. Mono Lake, CA Bu resim ise su şelalesi, mağara ve sıcak su kaynağı gibi yerlerde birikmiş kalsitli oluşum olan traverten e benzemektedir.

70 Sarkıt (stalaktit)-dikit (stalakmit)

71 Evaporitler Kalsit, halit (tuz) ve Jips kurak iklimlerde kuruyan göllerden direk çökelen çok yaygın çökel kayaçlardır. Beyaz olan halit (tuz) dur. Kırmızı ise aşk tuzu denilen bakteridir. Owens Valley, CA

72 Çört bazı mikroorganizmalar gizli silis kabukludur. Bunlar derin okyanus tabanında biriktiğinde taşlaşır ve mikro kristalli kuvars kayası oluşur. Buna çört adı verilir. Diatoma ve radyolarya

73 Bandlı demir oluşumu Negaunee demir oluşumu (Ishpeming, Michigan) İçinde bol silis ve % 15 den fazla demir içeren ince laminalı kimyasal çökel. Demir oksitler hem hematit ve hem de magnetit içerir. Deniz içerisinde oluşan bu tür tabakaların yaşı genellikle 2 milyar yıldan fazladır. Endüstri için önemli demir yataklarını oluşturur.

74 Kömür ve Petrol Kömürler biyokimyasal ve organik çökel kayaçların olgunlaşmamış petrol ürünleridir. Kömür organikçe zengin (karbon) özellikle bitkilerden oluşan maddelerin diyajenezi sırasında oluşur. Diyajenezin devamında petrol oluşur. Gömülme sırasında ortaya çıkan enerjiye bağlı olarak kömür tipleri arasında : turba (peat) az miktarda karbon, yumuşak kömür linyit oluşturur. Diyajenez derecesi yükseldiğinde ise antrasit oluşur. Orta Appalaş (ABD) dağlarında çok yaygındır.

75 Turba (Peat) kömürü

76 KIRINTILI ÇÖKEL KAYAÇLAR Tane boylarına göre sınıflanması Konglomerate Breş Kumtaşı Şeyil

77 Kimyasal ve biyokimyasal çökel kayaçlar Traverten Kireçtaşı Kalsit bileşimli Kokina Tebeşir

78 Kimyasal Çökel Kayaçlar EVAPORİT ÇÖRT (silis) JİPS ÇAKMAKTAŞI KAYA TUZU AGAT

79 Kömür Delta, kıtasal ortamlar karbonlaşmış ağaç Materyal fosilleşmiş ağaç ve yapraklar

80 Sedimenter Fasiyes Ortam içindeki daha küçük bir bölümdür. Fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri bakımından farklılık gösterir kıta kenarı ya da şelfi üzerinde, kum birikebilir. Yüksek enerjili bir kıyı önü ortamında bir yandan kum birikirken aynı zamanda düşük enerjili kıyı ötesi ortamlarda çamur ve karbonat birikebilir

81 Çökel kayaçların çökelme ortamları

82 Çökel kayaçların büyük ölçekli özellikleri 1) Tabakalanma her çökel tabakası çökelin biriktiği ortam türünü gösterir.

83 Büyük ölçekli özellikler Dereceli tabakalanma 2) Dereceli tabakalanma kaba tanelerin altta daha küçük tabakaların ise üstte biriktiği tabakalanmadır

84 ALT Tabaklanma (Stratification) Genellikle çökel kayaçların bir özelliğidir. Orijinal olarak yataydır Daha sonra yer kuvvetleriyle eğikleşir Birikme koşulları değişimler Tabaka kalınlığı genellikle Cm Mikroskobikten 50 metreye kadar değişir. ÜST -Tabakalanma ve - L a m i n a l a n m a T A B A K A

85 Çökel tabakalar

86 Tabaka içi oluşum Dereceli tabakalanma

87 Tabaka içi oluşum Çapraz tabakalanma Cross Bedding

88 Tabaka içi oluşum Cut & Fill structure Oygu ve dolgu yapısı

89 Tabaka içi oluşum Fosil Stramatoliter

90 Güncel Stramatoliter

91 Tabaka içi oluşum Imbrication Çakıl Bindirme yapısı

92 Tabaka içi oluşum V o l k a n i k L a v l a r

93 Tabaka üstü oluşum

94 Tabaka üstü oluşum Ripples marks Dalga ve akıntı izleri

95 Ripıl Mark (dalga izi) Modeli simetrik asimetrik

96 Tabaka üstü Oluşum Yağmur izleri

97 T A B A K A A L T I O L U Ş U M Y ü k k a l ı p l a r ı

98 T A B A K A A L T I O L U Ş U M Y ü k k a l ı p l a r ı

99 T A B A K A Ü S T Ü V E İ Ç İ O L U Ş U M Ç a m u r ç a t l a k l a r ı

100 Metamorfik (Başkalaşım) Kayaçları

101 Metamorfik Kayaçlar Metamorfik kayaçlar kayaç türünün bir başkasına dönüşmesiyle oluşur. Bu kayaçlar başlangıçta sedimenter ya da magmatiktir veyahut ta metamorfiktir. geri Sedimenter ve magmatik kayaçlar nasıl değişir? Kayaçlar tonlarca basınç ve ısı altındadır ve bu onları değiştirmeye yeter. Eğer metamorfik kayaçları yakından incelersek, kayaç içindeki tanelerin nasıl yassılaştığını görürüz.

102 METAMORFİK (BAŞKALAŞIM) KAYAÇLARI Isı + Basınç + Gerilim Metamorfizma Metamorfik kayaçlar

103 Metamorfizma sonucu neler olur? Mineraller yeni minerallere dönüşür Mineraller şekil değişikliği yaratır. Yeni materyaller eklenir (Metasomatizma) Solüsyondaki Mineraller = maden kütleleri Rekristallizasyon

104 Isı ve Basınç Nereden Geliyor? Isı : Potasyum-40, Thoryum ve Uranyum radyoaktif maddelerin bozuşmasıyla oluşur. Basınç : Üsteki kayaçların ağırlığı Hava Basıncı = 14 P.s.i. (1 Atmosfer ya da 100 Kpa) = 10 m su = 3.5 m kayaç Okyanusun en derin yerindeki basınç = 1000 Atmosfer = 100 Mpa = 3.5 km kayaç

105 Sıcaklık derinliğe doğru artar 0 km Sedimenter kayaç Metamorfik kayaç Sediment sokulum kayası 10 km ~200ºC Sedimenter kayaç Metamorfizma Metamorfizma yerin 1- ile 50 km derinliğinde oluşur. 50 km ~800ºC Erime

106 Kıta Kabuğunda Metamorfizma Türleri Ve Yerleri KÖKENLERİNE GÖRE TÜRLERİ - Kataklastik (Dinamo) metamorfizma - Bölgesel Metamorfizma - Kontak Metamorfizma Yüksek sıcaklık Alçak basınç metamorfizması Ada yayı Alçak sıcaklık Yüksek basınç metamorfizması Kıtasal kabuk Yükselen magma Dalan Okyanusal kabuk

107 Metamorfizma Tipleri Kontak Magmatik sokulum çevresi Sığ : 0-6 Km Düşük basınç Yersel Bölgesel Geniş alanlar 5-20 Km, bazı zamanlar 30+ Yüksek basınç Genellikle deformasyonla sonuçlanır.